瑞典Laholm沼氣廠的運行實踐
瑞典沼氣的年總產量約為1400GWh（1.4×109kWh），主要產自于200多家市政污水處理廠的污泥消化池，其產量約占沼氣總產量的60%；其余為垃圾填埋場（產量約占總產量的30%）以及工業污水處理廠和混合消化廠產生的沼氣（產量約占總產量的10%）。一般情況下，沼氣可用作熱源和發電，也可以作為汽車燃料。有機廢物轉化成沼氣時產生的消化殘余物，還可作為生物肥料。
瑞典自2005年開始嚴禁對有機廢物進行填埋處理。
禁止填埋有機廢物的條例頒布后，填埋有機廢物的要課以重稅，所以公眾及有關機構加強了對有機物混合消化的重視和研究。許多的相關行業努力為廢料尋找新的出路，這大大刺激了有機物消化處理技術的改進和規模的提高。原有的沼氣廠不斷加大處理能力，許多新廠也紛紛開始建設，但大多數目前還處在可研階段。
目前瑞典共有約10家沼氣廠利用厭氧消化的方式處理收集來的各種有機廢物，總處理能力超過了20萬t/a。
大多數沼氣廠都是將牲畜糞便作為主要原料，混合上其他的有機廢物，比如屠宰場的下腳料、食品廠的廢料等。沼氣廠的主要任務是處置有機廢物，相伴產生的消化殘余物用作生物肥料，產生的沼氣如果得到利用還可創造利潤。
1 Laholm沼氣廠的建設背景
Laholm市位于瑞典的西南海岸，農業和畜牧業比較發達。自20世紀80年代開始，Laholm市就開始逐漸產生了環境問題：農肥產生的氮元素滲漏，影響了海岸的生態環境。1984年，該地區水域發生了富營養化現象，有關部門隨即宣布這條海岸不再適宜游泳。隨后政府采取了包括提高牲畜糞肥的存貯能力、除春季外禁止播撒糞肥等一系列措施，但收效不是很大。因此為應對海岸的氮滲漏問題，有關部門在做了大量的研究工作后，決定采用建設沼氣廠的最優化方案。
Laholm沼氣廠建于1992年，最初的目的是為了消減該地區水域的富營養化問題。該沼氣廠不僅處置了牲畜糞便和大量有機廢物，而且還通過混合消化產生了沼氣和生物肥料。
2000年，該廠進行了技術改造；自2001年開始，提純后的沼氣可以注入當地的天然氣配氣管；2002年，該廠又建立了第二條生產線，工廠的生產處理能力提高了一倍。
2 Laholm沼氣廠的運行情況
目前，Laholm沼氣廠每年處理各種有機廢物7萬t，產生的沼氣量約為20～30GWh（75%CH4），相當于當地天然氣消耗量的25%，每年可減少CO2排放3700t。
該廠2004年有關生產數據見表1。
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該廠每年收集并處理牲畜糞肥2.8萬t，其他有機廢物如脂肪、蔬菜等2萬t（主要來自15家食品類工廠，其中包括屠宰場、海產品生產加工廠等）。
原料通過進料池（800m3）、熱交換系統、消毒系統（巴氏殺菌，1h，70°C），進入傳統攪拌消化池（2250m3，停留時間20～25d，70°C，含固率6%）。
處理工藝流程如下圖所示：
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2000年以前，該廠產生的沼氣通過地下管線直接提供給2km外的熱站。熱站為300戶家庭供熱，天然氣作為其備用燃料，在冬季等熱需求緊張的時候使用。但當熱需求很低時，會有將近40%的沼氣被白白燃燒掉。因此，該廠在2000年對沼氣進行了提純處理，使之達到與天然氣一樣的品質，隨后實現了與天然氣的互聯互通。
該廠的沼氣提純能力為250m3/h，提純過程分為三個階段：
（1）通過Sulfatrate工藝去除S；
（2）利用Selexol去除CO2；
（3）添加5%～10% 的丙烷，調整沃伯指數，使之等同于天然氣。
提純后的沼氣中CH4含量為95%～98%，CO2含量為2%～5%，仍利用原管道輸送至熱站。
熱站于2001年安裝了一條沼氣管道，并將沼氣管連接到當地的低壓天然氣系統。在冬季，熱站仍需要天然氣作補充，而當熱負荷降低的時候，大量沼氣就會注入天然氣管網，輸送到市區。通過沼氣廠與天然氣網絡的互聯，提高了沼氣的利用效率，增加了銷售收入。2004年該廠沼氣總產量為24000MWh，注入天然氣網絡的沼氣量為18000MWh，沼氣使用量占到了整個Laholm市燃氣消耗額的30%。
3 Laholm沼氣廠的生物肥料
Laholm沼氣廠每年產出消化殘余物（生物肥料）43000t。由于生物肥料含固率較低，因此需要用罐車將其運送到周邊的17個農場，故該廠區另設有儲存池（2800m3）臨時存放生物肥料。
該廠牲畜糞便和消化殘余物的相關成分含量見表2。
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根據瑞典環保總局2001年的有關規定，生物肥料在農田中的播撒量取決于肥料的含P量，并且P在農田的播撒量應為22kg/ha。因此，約1600ha的農田即可完全消納該廠的生物肥料。
該廠消化殘余物中的重金屬含量參見表3。
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表3中播撒生物肥料的量以每年22kg/ha計算，這樣可計算出重金屬每年每公頃的實際施加量，并與瑞典生態耕作協會（KRAV）規定的重金屬含量上限進行了比較。
通過表3可以看出，生物肥料的重金屬含量是安全的。唯一達到臨界狀態的微量元素是Zn，這是由于在豬飼料中添加了Zn元素所致。
4 結語
Laholm沼氣廠利用牲畜糞便與工業有機廢物混合消化，有效地解決了該市海岸地區的富營養化問題，明顯減少了N元素的滲漏。產生的沼氣每年可替代18000MWh天然氣，減少CO2排放3700t。沼氣除用于市區工業和居民取暖外，還有一部分沼氣輸送到郊區的一所加氣站，用作汽車燃料，因此還降低了當地的粉塵及碳氫化合物的排放。
該廠將沼氣提純后與天然氣管網互聯，可使沼氣利用率達100%。目前，該廠是瑞典唯一一家能將生產的沼氣并聯到天然氣管線的沼氣廠，具有很強的示范作用。
參考文獻：
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